KR101342024B1 - 나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물 - Google Patents

나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물 Download PDF

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Abstract

나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물을 제공하는 것이다.
하기 일반식 (1):
[화학식 1]
Figure 112008001762301-pct00049
(식 중, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내고, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, m1은 나프탈렌환으로 치환한 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m2는 나프탈렌환으로 치환한 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타낸다. n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물이다.
나프탈렌 수지, 리소그래피, 하층막, 포토레지스트

Description

나프탈렌 수지 유도체를 함유하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물{COATING-TYPE UNDERLAYER FILM FORMING COMPOSITION CONTAINING NAPHTHALENE RESIN DERIVATIVE FOR LITHOGRAPHY}
본 발명은, 반도체 기판 가공시에 유효한 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물, 및 이 도포형 하층막 형성 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴 형성법에 관한 것이다.
종래부터 반도체 디바이스 제조에 있어, 포토레지스트 조성물을 이용한 리소그래피에 의한 미세 가공이 이루어지고 있다. 상기 미세 가공은 실리콘 웨이퍼 등의 피가공 기판상에 포토레지스트 조성물의 박막을 형성하고, 그 위에 반도체 디바이스의 패턴이 그려진 마스크 패턴을 매개로 자외선 등의 활성 광선을 조사하고, 현상하여 얻어진 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 실리콘 웨이퍼 등의 피가공 기판을 에칭 처리하는 가공법이다. 그러나, 근래 반도체 디바이스의 고집적도화가 진행되고, 사용되는 활성 광선도 KrF 엑시머 레이저(248nm)에서 ArF 엑시머 레이저(193nm)로 단파장화되는 경향에 있다. 이에 따라 활성 광선 기판으로부터의 난반사나 정재파의 영향이 큰 문제였다. 따라서 포토레지스트와 피가공 기판 사이에 반사 방지막(Bottom Anti-Reflective Coating, BARC)을 마련하는 방법이 널리 검토되 게 되었다.
반사 방지막으로는, 티탄, 이산화티탄, 질화티탄, 산화크롬, 카본, α-실리콘 등의 무기 반사 방지막, 및 흡광성 물질 및 고분자 화합물로 이루어진 유기 반사 방지막이 알려져 있다. 전자는 막형성에 진공 증착 장치, CVD장치, 스퍼터링 장치 등의 설비를 필요로 하는데 반해, 후자는 특별한 설비를 필요로 하지 않는다는 점에서 유리하여 많은 검토가 이루어지고 있다. 예를 들어, 가교 반응기인 히드록실기와 흡광기를 동일 분자 내에 갖는 노볼락 수지형 반사 방지막이나 아크릴 수지형 반사 방지막을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조.).
유기 반사 방지막 재료로 바람직한 물성으로는, 빛이나 방사선에 대해 큰 흡광도를 가질 것, 반사 방지막 상에 도포되는 층과의 인터믹싱이 일어나지 않을 것(반사 방지막 상에 도포되는 재료에 이용되는 용제에 불용일 것), 도포시 또는 가열 건조시에 반사 방지막 재료로부터 상도 레지스트 중으로의 저분자 확산물이 없을 것, 포토레지스트에 비해 큰 드라이 에칭 속도를 가질 것 등이 있다(예를 들어, 비특허문헌 1, 비특허문헌 2, 비특허문헌 3 참조.).
이후, 레지스트패턴의 미세화가 진행되면, 해상도 문제나 레지스트 패턴이 현상 후에 무너진다는 문제가 생겨, 포토레지스트의 박막화가 요구된다. 이 때문에, 기판 가공에 충분한 레지스트 패턴 막 두께를 얻기 어렵고, 레지스트 패턴뿐만 아니라, 레지스트와 가공하는 반도체 기판과의 사이에 작성되는 도포형 하층막에도 기판 가공시의 마스크로서의 기능을 갖게 하는 프로세스가 필요하게 되었다. 이와 같은 프로세스용 도포형 하층막으로 종래의 고에치레이트성 도포형 하층막과는 달 리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이 요구되게 되었다(예를 들어, 비특허문헌 4, 비특허문헌 5 참조.). 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있어, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.
한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴 폭 보다 얇게 하는 프로세스도 사용되기 시작하였다. 이와 같은 프로세스용 도포형 하층막으로 종래의 고에치레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지막을 부여할 수도 있어, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.
특허문헌 1: 미국특허 제5919599호 명세서
특허문헌 2: 미국특허 제5693691호 명세서
비특허문헌 1:톰 린치(Tom Lynch) 외 3명, [프로퍼티 앤드 퍼포먼스 오브 니어 UV 리플렉티비티 콘트롤 레이어(Properties and Performance of Near UV Reflectivity Control Layers)], (미국), 인 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XI(in Advances in Resist Technology and Processing XI), 옴커럼 나라마스(Omkaram Nalamasu) 편, 프로시딩스 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1994년, 제2195권(Vol. 2195), 225-229쪽
비특허문헌 2: 지 테일러(G. Taylor) 외 13명, [메타크릴레이트 레지스트 앤드 안티리플렉티브 코팅 포 193nm 리소그래피(Methacrylate Resist and Antireflective Coatings for 193nm Lithography),(미국), 인 마이크로리소그래피1999: 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XVI(in Microlithography 1999: Advances in Resist Technology and Processing XVI), 윌 콘리(Will Conley) 편, 프로시딩 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1999년, 제3678권(Vol. 3678), 174-185쪽
비특허문헌 3: 짐 디 미더(Jim D. Meador) 외 6명, [리센트 프로그레스 인 193nm 안티리플렉티브 코팅(Recent Progress in 193nm Antireflective Coatings)], (미국), 인 마이크로리소그래피1999: 어드번스 인 레지스트 테크놀로지 앤드 프로세싱 XVI(in Microlithography 1999: Advances in Resist Technology and Processing XVI), 윌 콘리(Will Conley) 편, 프로시딩 오브 에스피아이이(Proceeding of SPIE), 1999년, 제3678권(Vol. 3678), 800-809쪽
비특허문헌 4: 고쿠보 다다요시, [2층 레지스트 시스템: 프로세스 인테그레이션의 과제 해결을 위하여], (일본), MNC2002 기술 세미나, 레지스트 프로세스의 최전선, 2002년, 29-42쪽
비특허문헌 5: 가와이 요시오, [고해상 포지형 화학증폭 2층 레지스트],(일본), MNC2002 기술 세미나, 레지스트 프로세스의 최전선, 2002년, 43-48쪽
본 발명은, 반도체 장치 제조의 리소그래피 프로세스에 이용하기 위한 도포형 하층막 형성 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은, 포토레지스트층과의 인터믹싱이 일어나지 않고, 우수한 포토레지스 패턴을 얻을 수 있고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 제공하는데 있다. 또한 본 발명은, 248nm, 193nm, 157nm 등의 파장의 조사광을 미세 가공에 사용할 때에 기판으로부터의 반사광을 효과적으로 흡수하는 성능을 부여할 수도 있다. 나아가 본 발명은 이 도포형 하층막 형성 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 현상을 감안하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 주쇄에 나트탈렌 유도체를 갖는 나프탈렌수지 유도체를 이용함으로써, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 형성할 수 있는 것을 발견하고, 나아가 반사 방지막으로서의 기능 부여 및 이를 위한 조성물의 248nm, 193nm, 157nm에서의 굴절율 n값과 감쇄계수 k값을 제어할 수 있는 것도 발견하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 제1 관점으로, 하기 일반식 (1)
[화학식 1]
Figure 112008001762301-pct00001
(식 중, A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내고, R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고, m1은 나프탈렌환으로 치환한 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고, m2는 나프탈렌환으로 치환한 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고, m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타낸다. n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제2 관점으로, 하기 일반식 (2)
[화학식 2]
Figure 112008001762301-pct00002
(식 중, A,R1,m1,m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 같고, Ar1은 치환 또는 미치환의 방향족기이다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제3 관점으로, 하기 일반식 (3)
[화학식 3]
Figure 112008001762301-pct00003
(식 중, X는 단결합, 메틸렌기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소 원자수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제4 관점으로, 하기 일반식 (4)
[화학식 4]
Figure 112008001762301-pct00004
(식 중, X 및 Z는 식 (3)에서의 의미와 동일하고, Ar1은 식 (2)에서의 의미와 동일하고, Ar2는 식 (3)에서의 의미와 동일하며, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제5 관점으로, 하기 일반식 (5)
[화학식 5]
Figure 112008001762301-pct00005
(식 중, X 및 Z는 식 (3)에서의 의미와 동일하고, Ar2는 식 (3)에서의 의미와 동일하며, 그리고 R1, m1, m2 및 n은 식 (1)에서의 의미와 동일하다.)로 나타내는 화합물을 포함하는 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제6 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 가교성 화합물을 포함하는 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제7 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제8 관점으로, 상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 제6 관점에 기재된 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물,
제9 관점으로, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성함으로써 얻어지는 리소그래피용 도포형 하층막,
제10 관점으로, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성하여 도포형 하층막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 제조에 이용되는 포토레지스트 패턴의 형성 방법,
제11 관점으로, 반도체 기판에 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법, 및
제12 관점으로, 반도체 기판에 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물은 식 (1)로 나타내는 단위 구조를 갖는 나프탈렌수지 또는 식 (2)로 나타내는 단위 구조를 갖는 나프탈렌수지 중 어느 하나 이상을 포함하고, 나아가 용제를 포함하는 것이다. 그리고, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막은, 임의 성분으로, 가교제, 가교 촉매, 및 계면 활성제 등을 함유하는 것이다. 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막은, 용제를 제외한 고형분으로 0.1 내지 70중량%, 바람직하게는 0.5 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 40중량%의 비율로 함유하는 것이다. 고형분 중에서 식 (1)의 나프탈렌 유도체, 또는 식 (2)의 나프탈렌 수지를 5 내지 100중량%, 바람직하게는 7 내지 95중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 90중량%의 비율로 함유하는 것이다.
본 발명의 식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는, 포토레지스트의 패터닝 시의 흡광성 화합물로 이용할 수도 있다. 본 발명의 나프탈렌 수지는, 반사 방지막의 위쪽으로 마련되는 포토레지스트층 중의 감광 성분의 감광 특성 파장 영역에서의 빛에 대하여 높은 흡수능을 갖고, 기판으로부터의 반사에 의해 생기는 정재파나 기판 표면의 단차에 의한 난반사를 방지할 수 있는 것이다.
식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는 반복 단위 n이, 2 내지 7000, 또는 2 내지 5000, 또는 2 내지 300의 올리고머 또는 폴리머이고, 그 분자량은 사용하는 도포 용매, 용액 점도, 막형상 등에 의해 변동하지만, 중량 평균 분자량으로 400 내지 1000000, 바람직하게는 500 내지 500000, 더욱 바람직하게는 500 내지 300000이다.
식 (1) 또는 식 (2)로 대표되는 단위 구조를 갖는 나프탈렌 수지는 치환기(A)를 갖는다. 즉, 말단에 방향환 또는 헤테로 방향환을 갖는 측쇄(A)를 갖는 나프탈렌 노볼락 수지를 나타낸다. 또한 식 (1)은 히드록실기, 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 4의 알콕시기 또는 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐기로 이루어진 치환기(R1)를 가질 수도 있고, 나프탈렌환에 대한 치환기A의 개수 m1은 1 내지 6개이고, 또한 치환기(R1)의 개수 m2는 0 내지 5개이고, 치환기A와 치환기(R1)의 나프탈렌환 근처의 치환기 총수는 m1+m2=1 내지 6이고, 6이외의 경우의 잔부는 수소 원자이다.
식 (1)의 구체적인 폴리머인 식 (3)은, 치환기(A)의 부분에서 X는 단결합, 메틸렌기, 탄소 원자 수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소 원자 수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고, Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고, Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족환(Ar2)를 나타낸다. 이 (Ar2)는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환을 들 수 있다.
식 (1)의 유닛은 추가로 나프탈렌 유도체와 다른 방향족 화합물과의 노볼락 구조를 갖는 식 (2)의 수지를 들 수 있다. 식 (2)에서 나프탈렌 유도체와 노볼락 구조를 취하는 다른 방향족 화합물(Ar1)은 벤젠, 나프탈렌, 안트라센 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 유도체, 또는 이들에 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 유도체를 예시할 수 있다. 이들 중에서도 (Ar1)이 벤젠인 식 (5)에 상당하는 화합물이 바람직하다.
식 (1) 및 식 (2)의 제조 방법은, 예를 들어 수산화나프탈렌과 아세트알데히드를 축중합하여 얻어지는 나프탈렌 수지를 제조하고, 이 나프탈렌 수지에 에피크롤히드린을 반응시켜, 글리시딜에테르기를 갖는 이 나프탈렌 수지를 제조하고, 이 글리시딜에테르기를 갖는 이 나프탈렌 수지와 벤젠, 나프탈렌 또는 안트라센의 카르본산이나 수산화물과 반응시켜 제조할 수 있다.
식 (1)과 식 (2) 화합물 및 이들의 구체적인 식 (3) 내지 식 (5)의 화합물, 및 이들의 예시되는 화합물의 양 말단은, 수소 원자 또는 히드록실기를 가질 수 있다.
상기 제조 방법은 공지의 제조 조건을 이용할 수 있다. 예를 들어, 노볼락화의 반응 조건은 N-메틸피롤리돈 등의 용매중 또는 무용매중에서, 옥살산 등의 촉매를 이용하여 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다. 글리시딜에테르화의 반응 조건은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 벤질트리에틸암모늄클로리드 등의 촉매를 이용하여, 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키고, 나아가 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 수산화나트륨 등의 촉매를 이용하여, 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다. 글리시딜에테르기와 방향족카르본산이나 수산화물과의 반응 조건은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 용매중에서, 벤질트리에틸암모늄클로리드 등의 촉매를 이용하여 50 내지 180°의 온도에서 4 내지 72시간 반응시키는 것에 의한다.
이 방법에 한정되지 않고 노볼락 수지를 주쇄로 하고 측쇄에 방향족 치환기를 갖는 폴리머의 공지의 제조 방법을 조합하여 제조할 수 있다.
식 (1) 내지 식 (5)로 나타내는 나프탈렌 수지의 단위 구조의 구체예로 하기의 일반식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112008001762301-pct00006
Figure 112008001762301-pct00007
Figure 112008001762301-pct00008
Figure 112008001762301-pct00009
Figure 112008001762301-pct00010
Figure 112008001762301-pct00011
Figure 112008001762301-pct00012
Figure 112008001762301-pct00013
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식 (6) 내지 식 (157)에 있어서, 수 n1은 방향족환의 수소 원자에 대한 치환기의 수를 나타내고, 적어도 1이고, 최대로 방향족환에 존재하는 수소 원자의 수이다. 또한, 동일 방향족환에 다른 치환기에서 유래하는 n1이 여러 개 존재할 때에는 적어도 각각이 1이고, 이들의 합은 최대로 방향족환에 존재하는 수소 원자의 수이다. n은 반복 단위의 수이고, 상기 식 (1) 내지 식 (5)와 동일하다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 상도하는 포토레지스와의 인터 믹싱을 방지하는 의미로, 도포 후, 가열에 의해 가교시키는 것이 바람직하고, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은 추가로 가교제 성분을 포함할 수 있다. 그 가교제로는, 멜라민계, 치환 요소계, 또는 이들의 폴리머계 등을 들 수 있다. 바람직하게는 적어도 2개의 가교 형성 치환기를 갖는 가교제이고, 메톡시메틸화글리콜우릴, 부톡시메틸화글리콜우릴, 메톡시메틸화멜라민, 부톡시메틸화멜라민, 메톡시메틸벤조구아나민, 부톡시메틸벤조구아나민, 메톡시메틸요소, 부톡시메틸요소, 메톡시메틸티오요소, 또는 메톡시메틸티오요소 등의 화합물이다. 또한, 이들 화합물의 축합체도 사용할 수 있다. 가교제의 첨가량은, 사용하는 도포 용제, 사용하는 하지 기판, 요구되는 용액 점도, 요구되는 막 형상 등에 의해 변동되지만, 전 고형분에 대해 0.001 내지 80중량%, 바람직하게는 0.01 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 40중량%이다. 이들 가교제는 자기 축합에 의한 가교 반응을 일으킬 수도 있으나, 본 발명의 상기 고분자 화합물 중에 가교성 치환기가 존재하는 경우는, 이들 가교성 치환기와 가교 반응을 일으킬 수 있다.
본 발명에서는 상기 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매로서, p-톨루엔술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 피리디늄p-톨루엔술폰산, 살리실산, 술포살리실산, 쿠엔산, 안식향산, 히드록시안식향산, 나프탈렌카르본산 등의 산성 화합물 또는/및 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디에논, 벤조인토시레이트, 2-니트로벤질토시레이트, 그 외 유기술폰산 알킬에스테르 등의 열산 발생제를 배합할 수 있다. 배합량은 전 고형분에 대해 0.0001 내지 20중량%, 바람직하게는 0.0005 내지 10중량%이다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 리소그래피용 공정에서 상층에 피복되는 포토레지스트와의 산성도를 일치시키기 위해, 광산 발생제를 첨가할 수 있다. 바람직한 광산 발생제로는, 예를 들어, 비스(4-t-부틸페닐)요오드늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트 등의 오늄염계 광산 발생제류, 페닐-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 할로겐함유화합물계 광산 발생제류, 벤조인트시레이트, N-히드록시숙신이미드트리플루오로메탄술포네이트 등의 술폰산계 광산 발생제류 등을 들 수 있다. 상기 광산 발생제는 전 고형분에 대해 0.2 내지 10중량%, 바람직하게는 0.4 내지 5중량%이다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료로는, 상기 이외에 필요에 따라 추가로 흡광제, 레올로지 조정제, 접착 보조제, 계면 활성제 등을 첨가할 수 있다.
추가의 흡광제로는 예를 들어, [공업용 색소의 기술과 시장](CMC 출판)이나 [염료 편람](유기합성화학협회 편)에 기재된 시판의 흡광제, 예를 들어, C. I. Disperse Yellow 1, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 23, 31, 49, 50, 51, 54, 60, 64, 66, 68, 79, 82, 88, 90, 93, 102, 114 및 124; C.I.Disperse Orange 1, 5, 13, 25, 29, 30, 31, 44, 57, 72 및 73; C.I.Disperse Red 1, 5, 7, 13, 17, 19, 43, 50, 54, 58, 65, 72, 73, 88, 117, 137, 143, 199 및 210; C.I.Disperse Violet 43; C.I.Disperse Blue 96; C. I. Fluorescent Brightening Agent 112, 135 및 163; C. I. Solvent Orange 2 및 45; C. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27 및 49; C. I. Pigment Green 10; C. I. Pigment Brown 2 등을 적합하게 이용할 수 있다. 상기 흡광제는 통상, 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 10중량% 이하, 바람직하게는 5중량% 이하의 비율로 배합된다.
레올로지 조정제는, 주로 도포형 하층막 형성 조성물의 유동성을 향상시키고, 특히 베이킹 공정에서 도포형 하층막의 막 두께 균일성 향상이나 홀 내부로의 도포형 하층막 형성 조성물의 충진성을 높일 목적으로 첨가된다. 구체예로는, 디메틸푸탈레이트, 디에틸푸탈레이트, 디이소부틸푸탈레이트, 디헥실푸탈레이트, 부틸이소데실푸탈레이트 등의 푸탈산 유도체, 디노르말부틸아디페이트, 디이소부틸아디페이트, 디이소옥틸아디페이트, 옥틸데실아디페이트 등의 아디핀산 유도체, 디노르말부틸멀레이트, 디에틸멀레이트, 디노닐멀레이트 등의 멀레인산 유도체, 메틸올레이트, 부틸올레이트, 테트라히드로푸르푸릴올레이트 등의 올레인산 유도체, 또는 노르말부틸스테아레이트, 글리세릴스테아레이트 등의 스테아린산 유도체를 들 수 있다. 이들 레올로지 조정제는 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 30중량% 미만의 비율로 배합된다.
접착 보조제는, 주로 기판 또는 포토레지스트와 도포형 하층막 형성 조성물의 밀착성을 향상시키고, 특히 현상에서 포토레지스트가 박리되지 않도록 하기 위한 목적으로 첨가된다. 구체예로는, 트리메틸클로로실란, 디메틸비닐클로로실란, 메틸디페닐클로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란 등의 클로로실란류, 트리메틸메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸디메톡시실란, 디메틸비닐에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란 등의 알콕시실란류, 헥사메틸디실라잔, N,N'-비스(트리메틸시릴)우레아, 디메틸트리메틸시릴아민, 트리메틸시릴이미다졸 등의 실라잔류, 비닐트리클로로실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 실란류, 벤조트리아졸, 벤즈이미다졸, 인다졸, 이미다졸, 2-멜캅토벤즈이미다졸, 2-멜캅토벤조티아졸, 2-멜캅토벤조옥사졸, 우라졸, 티오우라실, 멜캅토이미다졸, 멜캅토피리미딘 등의 복소환식 화합물이나, 1,1-디메틸우레아, 1,3-디메틸우레아 등의 요소, 또는 티오요소 화합물을 들 수 있다. 이들 접착 보조제는, 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 5중량% 미만, 바람직하게는 2중량% 미만의 비율로 배합된다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료에는, 핀홀이나 스트레이션 등의 발생이 없고, 표면 얼룩에 대한 도포성을 더욱 향상시키기 위해, 계면 활성제를 배합할 수 있다. 계면 활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페놀에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌블럭코폴리머류, 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노펄미테이트, 솔비탄모노스테아레이트, 솔비탄모노올레에이트, 솔비탄트리올레에이트, 솔비탄트리스테아레이트 등의 솔비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노펄미테이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산 에스테르류 등의 비이온성계 계면 활성제, 에프톱EF301, EF303, EF352((주)토켐 프로덕트 제), 메가팍F171, F173(다이닛폰잉키(주) 제), 플로라도 FC430, FC431(스미토모 쓰리엠(주) 제), 아사히가드 AG710, 사프론 S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106(아사히 가라스(주) 제) 등의 불소계 계면 활성제, 올가노시록산폴리머 KP341(신에츠카가꾸코교(주) 제) 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제의 배합량은, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료의 전 고형분에 대해 통상 0.2중량% 이하, 바람직하게는 0.1중량% 이하이다. 이들 계면 활성제는 단독으로 첨가하여도 좋고, 또한 2종 이상의 조합으로 첨가할 수도 있다.
본 발명에서, 상기의 고분자 화합물 및 가교제 성분, 가교 촉매 등을 용해시키는 용제로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 메틸세로솔부아세테이트, 에틸세로솔부아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 피루빈산메틸, 피루빈산에틸, 초산에틸, 초산부틸, 젖산에틸, 젖산부틸 등을 이용할 수 있다. 이들 유기 용제는 단독 또는 2종 이상의 조합으로 사용된다.
나아가, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 고비점 용제를 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 용제 중에서 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 젖산부틸, 및 시클로헥사논 등이 레벨링성의 향상에 대해 바람직하다.
본 발명에서의 리소그래피용 도포형 하층막의 상부에 도포되는 포토레지스트로는 네가형, 포지형 모두 사용할 수 있고, 노볼락 수지와 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산에스테르로 이루어진 포지형 포토레지스트, 산에 의해 분해하여 알칼리 용해 속도를 상승시키는 기를 갖는 바인더와 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 알칼리 가용성 바인더와 산에 의해 분해하여 포토레지스트의 알칼리 용해 속도를 상승시키는 저분자 화합물과 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 산에 의해 분해하여 알칼리 용해 속도를 상승시키는 기를 갖는 바인더와 산에 의해 분해하여 포토레지스트의 알칼리 용해 속도를 상승시키는 저분자 화합물과 광산 발생제로 이루어진 화학 증폭형 포토레지스트, 골격에 Si 원자를 갖는 포토레지스트 등이 있고, 예를 들어 롬 앤드 하스사 제, 상품명 APEX-E를 들 수 있다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료를 사용하여 형성한 도포형 하층막을 갖는 포토레지스트의 현상액으로는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수 등의 무기 알칼리류, 에틸아민, n-프로필아민 등의 제1 아민류, 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 제2 아민류, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 제3 아민류, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜아민류, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 콜린 등의 제4급 암모늄염, 피롤, 피페리딘 등의 환상 아민류, 등의 알칼리류의 수용액을 사용할 수 있다. 나아가, 상기 알칼리류의 수용액에 이소프로필알콜 등의 알콜류, 비이온계 등의 계면 활성제를 적당량 첨가하여 사용할 수도 있다. 이들 중에서 바람직한 현상액은 제4급 암모늄염, 더욱 바람직하게는 테트라메틸암모늄히드록시드 및 콜린이다.
다음으로 본 발명의 포토레지스트 패턴 형성법에 대해 설명하면, 정밀집적회로소자의 제조에 사용되는 기판(예를 들어 실리콘/이산화실리콘 피막, 유리 기판, ITO기판 등의 투명 기판) 상에 스피너, 코터 등의 적당한 도포 방법에 의해 도포형 하층막 형성 조성물을 도포 후, 베이크하여 경화시켜 도포형 하층막을 작성한다. 여기서 도포형 하층막의 막 두께로는 0.01 내지 3.0㎛가 바람직하다. 또한 도포후 베이킹하는 조건으로는 80 내지 250℃에서 1 내지 120분간이다. 그 후 도포형 하층막 상에 직접 또는 필요에 따라 1층 내지 수층의 도막 재료를 도포형 하층막 상에 성막한 후, 포토레지스트를 도포하고, 소정의 마스크를 통하여 노광하고, 현상, 린스, 건조함으로써 양호한 포토레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 필요에 따라 노광후 가열(PEB: Post Exposure Bake)을 할 수도 있다. 그리고, 포토레지스트가 상기 공정에 의해 현상 제거된 부분의 도포형 하층막을 드라이 에칭에 의해 제거하고, 원하는 패턴을 기판상에 형성할 수 있다.
즉, 반도체 기판에 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다.
이후, 레지스트 패턴의 미세화가 진행되면, 해상도의 문제나 레지스트 패턴이 현상 후에 무너지는 문제가 발생하고, 포토레지스트의 박막화가 요구되게 된다. 이 때문에, 기판 가공에 충분한 레지스트 패턴 막 두께를 얻기 어렵고, 레지스트 패턴뿐만 아니라, 레지스트와 가공하는 반도체 기판 사이에 작성되는 도포형 하층막에도 기판 가공 시의 마스크로서의 기능을 갖게 하는 프로세스가 필요하게 되었다. 이와 같은 프로세스용의 도포형 하층막으로 종래의 고에틸레이트성 도포형 하층막과 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있고, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.
한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴폭 보다 좁게하는 프로세스도 사용되기 시작되었다. 이와 같은 프로세스용의 도포형 하층막으로 종래의 고에틸레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 도포형 하층막이 요구되게 되었다. 또한, 이와 같은 도포형 하층막에는 반사 방지능을 부여할 수도 있고, 종래의 반사 방지막의 기능을 함께 가질 수 있다.
본 발명에서는 기판상에 본 발명의 도포형 하층막을 성막한 후, 도포형 하층막 상에 직접 또는 필요에 따라 1층 내지 여러층의 도막 재료를 도포형 하층막 상에 성막한 후, 포토레지스트를 도포할 수 있다. 이에 의해 포토레지스트의 패턴 폭이 좁아지고, 패턴이 무너지는 것을 방지하기 위해 포토레지스트를 얇게 피복한 경우에도 적절한 에칭 가스를 선택함으로써 기판 가공이 가능해진다.
즉, 반도체 기판에 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 규소 성분 등을 함유하는 도막 재료에 의한 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 나프탈렌 수지로 이루어진 리소그래피용 도포형 하층막은, 이들 요구를 만족하는 적당한 드라이 에칭 속도를 얻을 수 있는 특성을 갖고 있다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 반사 방지막으로서의 효과를 고려할 경우, 광 흡수 부위가 골격에 취입되어 있으므로, 가열 건조시에 포토레지스트 중으로의 확산물이 없고, 또한 광 흡수 부위는 충분히 큰 흡광 성능을 가지므로 반사광 방지 효과가 높다.
본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물은, 열 안정성이 높고, 소성 시의 분해물에 의한 상층막으로의 오염을 방지할 수 있고, 또한 소성 공정의 온도 마진에 여유를 갖게 할 수 있는 것이다.
나아가, 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료는, 프로세스 조건에 따라서는, 빛의 반사를 방지하는 기능과 추가로 기판과 포토레지스트의 상호 작용의 방지 또는 포토레지스트에 이용되는 재료 또는 포토레지스트로의 노광 시에 생성되는 물질의 기판으로의 악영향을 방지하는 기능을 갖는 막으로서의 사용이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시예, 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[합성예 1]
식 (158)의 화합물(다이셀카가꾸코교(주) 제, 상품명: EHPE3150) 50.0g과 9-안트라센카르본산 57.4g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 435.7g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.5g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (159)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 3000이었다.
Figure 112008001762301-pct00037
[합성예 2]
식 (160)의 화합물(신닛테츠가꾸(주) 제, 상품명: ESN175S) 50.0g과 9-안트라센카르본산 37.3g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 353.0g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.0g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (161)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 2500이었다.
[화학식 160]
Figure 112008001762301-pct00038
[화학식 161]
Figure 112008001762301-pct00039
[합성예 3]
식 (162)의 화합물(신닛테츠가꾸(주) 제, 상품명: ESN375) 50.0g과 9-안트라센카르본산 60.1g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 447.0g에 용해시킨 후, 벤질트리에틸암모늄 1.6g을 첨가하고, 24시간 환류하고 반응시켜 식 (163)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 2500이었다.
Figure 112008001762301-pct00040
[합성예 4]
글리시딜메타크릴레이트 21g과 2-히드록시프로필메타크릴레이트 39g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 242g에 용해시킨 후, 70℃까지 승온시켰다. 그 후 반응액을 70℃로 유지하면서 아조비스이소부틸로니트릴 0.6g을 첨가하고, 70℃에서 24시간 반응시켜 식 (164)의 고분자 화합물 용액을 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 50000이었다.
[화학식 164]
Figure 112008001762301-pct00041
상기 수지 20g을 갖는 용액 100g에 9-안트라센카르본산 10g과 벤질트리에틸암모늄클로리드 0.3g을 첨가하고, 130℃에서 24시간 반응시켜 식 (165)의 고분자 화합물 용액을 얻었다.
[화학식 165]
Figure 112008001762301-pct00042
[합성예 5]
히드록시프로필메타크릴레이트 13.2g과 벤질메타크릴레이트 6.8g을 테트라히드로푸란 74.4g에 용해시킨 후, 70℃까지 승온시켰다. 그후 반응액을 70℃로 유지하면서 아조비스이소부틸로니트릴 0.2g을 첨가하고, 70℃에서 24시간 반응시켰다. 반응 용액은 냉각 후, 디에틸에테르에 투입하고, 폴리머를 재침전, 가열 건조하여 식 (166)의 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 화합물의 GPC 분석을 행한 결과, 표준 폴리스틸렌 환산으로 중량 평균 분자량은 70000이었다.
[화학식 166]
Figure 112008001762301-pct00043
[실시예 1]
상기 합성예 2에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.
[실시예 2]
상기 합성예 3에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리 소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.
[실시예 3]
상기 합성예 1에서 얻은 고분자 화합물 1g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 5g과 상기 합성예2에서 얻은 고분자 화합물 1g을 갖는 용액 5g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.
[실시예 4]
상기 합성예 1에서 얻은 고분자 화합물 1.6g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 8g과 상기 합성예2에서 얻은 고분자 화합물 0.4g을 갖는 용액 2g에 테트라부톡시메틸글리콜우릴 0.4g과 피리디늄p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.0g 및 젖산에틸 11.0g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 리소그래피용 도포형 하층막 용액을 조제하였다.
[비교예 1]
상기 합성예 4에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 프로필렌글리콜모노메틸에테르용액 10g에 테트라메톡시메틸글리콜우릴 0.5g과 p-톨루엔술폰산 0.02g을 혼합 하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 37.3g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 19.4g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 반사 방지막 용액을 조제하였다.
[비교예 2]
상기 합성예 5에서 얻은 고분자 화합물 2g을 갖는 테트라히드로푸란용액 10g에 헥사메톡시메티롤멜라민 0.5g과 p-톨루엔술폰산 0.05g을 혼합하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 39.5g에 용해시켜 용액으로 하였다. 그 후, 공경 0.10㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하고, 나아가 공경 0.05㎛의 폴리에틸렌제 마이크로필터를 이용하여 여과하여 반사 방지막 용액을 조제하였다.
(광학 파라메터의 측정)
실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1, 2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.06㎛)을 형성하였다. 그리고, 이들 도포형 하층막 및 반사 방지막을 분광 엘립소메터를 이용하여, 파장 248nm 및 파장 193nm에서의 굴절율(n값) 및 감쇄 계수(k값)를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(포토레지스트 용제로의 용출 시험)
실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이 트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 이 도포형 하층막 및 반사 방지막을 레지스트에 사용하는 용제, 예를 들어 젖산에틸, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르에 침적하고, 이 용제에 불용인 것을 확인하였다.
(포토레지스트와의 인터 믹싱 시험)
실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 이 리소그래피용 도포형 하층막 및 반사 방지막의 상층에 시판의 포토레지스트 용액(시프레사 제·상품명 UV113 등)을 스피너를 이용하여 도포하였다. 핫플레이트 상에서 120℃ 1분간 가열하고, 포토레지스트를 노광 후, 노광후 가열을 115℃ 1분간 행하였다. 포토레지스트를 현상시킨 후, 도포형 하층막 및 반사 방지막의 막 두께를 측정하고, 실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액에서 얻은 도포형 하층막 및 반사 방지막과 포토레지스트층과의 인터 믹싱이 일어나지 않는 것을 확인하였다.
(드라이 에칭 속도 측정)
실시예 1 내지 4에서 조제한 도포형 하층막 용액 및 비교예 1,2에서 조제한 반사 방지막 용액을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도포하였다. 핫플레이트 상에서 205℃ 1분간 가열하고, 도포형 하층막 및 반사 방지막(막 두께 0.10㎛)을 형성하였다. 그리고 니혼사이엔티픽제 RIE시스템 ES401, 삼코 제 RIE-10NR, 람 리서치 제 TCP9400을 이용하여 드라이 에칭 속도를 측정하였다.
또한, 마찬가지로 포토레지스트 용액(시플레사 제·상품명 UV113)을 스피너를 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 도막을 작성하였다. 그리고 니혼사이엔티픽제 RIE시스템 ES401을 이용하여 드라이 에칭 속도를 측정하고, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1,2의 도포형 하층막 및 반사 방지막의 드라이 에칭 속도와 비교하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 반도체 기판의 드라이 에칭 속도를 삼코 제 RIE-10NR이나 람리서치 제 TCP9400을 이용하여 측정하고 실시예 1 내지 4 및 비교예 1,2의 도포형 하층막 및 반사 방지막의 드라이 에칭 속도와 비교하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2에서, 레지스트에 대한 본 발명의 도포형 하층막의 드라이 에칭 속도비(도포형 하층막/레지스트)의 측정(1)은, CF4 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.
본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 SiO2막의 드라이 에칭 속도비(SiO2/도포형 하층막)의 측정(2)은, C4F8 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.
본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 질화규소막의 드라이 에칭 속도비(질화규소/도포형 하층막)의 측정(3)은, CHF3 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.
본 발명의 도포형 하층막에 대한 기판상의 폴리실리콘막과의 드라이 에칭 속도비(폴리실리콘/도포형 하층막)의 측정(4)은, Cl2 가스를 에칭 가스로서 이용하였다.
굴절율 n과 광학 흡광계수 k
굴절율 n
(파장 248nm)		 광학 흡광계수 k
(파장 248nm)		 굴절율 n
(파장 193nm)		 광학 흡광계수 k
(파장 193nm)
실시예 1 1.80 0.70 1.49 0.41
실시예 2 1.62 0.87 1.54 0.32
실시예 3 1.60 0.64 1.60 0.28
실시예 4 1.48 0.68 1.61 0.21
비교예 1 1.47 0.47
비교예 2 1.82 0.34
드라이 에칭 속도비
측정 (1) (2) (3) (4)
실시예 1 0.9 6.2 5.1 3.7
실시예 2 0.9 6.2 5.0 3.7
실시예 3 1.0 7.0 4.5 3.1
실시예 4 1.1 5.0 3.9 2.5
비교예 1 1.3 3.7 2.8 2.0
비교예 2 1.4 3.4 2.5 1.8
이에 의해 본 발명의 리소그래피용 도포형 하층막 재료는, 종래의 고에틸레이트성 반사 방지막과는 달리, 포토레지스트에 가까운 또는 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비, 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖고, 나아가 반사 방지막으로서의 효과도 함께 가질 수 있는, 우수한 도포형 하층막을 제공할 수 있는 것을 알았다.
본 발명은, 나프탈렌 유도체를 주쇄에 포함하는 수지를 이용하여 형성되는 도포형 하층막 및 이 도포형 하층막을 형성하기 위한 도포형 하층막 형성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에 의해, 도포형 하층막의 상층부와 인터 믹싱을 일으키지 않고, 양호한 포토레지스트 패턴 형상을 형성할 수 있다.
본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에는 기판으로부터의 반사를 효율적으로 억제하는 성능을 부여할 수도 있어, 반사 방지막으로서의 효과를 함께 가질 수도 있다.
본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물에 의해, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 우수한 도포형 하층막을 제공할 수 있다.
레지스트 패턴의 미세화에 따라 레지스트 패턴이 현상 후에 무너지는 것을 방지하기 위해 포토레지스트의 박막화가 이루어지고 있다. 이와 같은 박막 레지스트에서는, 레지스트 패턴을 에칭 프로세스로 그 하층막에 전사하고, 이 하층막을 마스크로 하여 기판 가공을 행하는 프로세스나 레지스트 패턴을 에칭 프로세스로 이 하층막에 전사하고, 나아가 하층막에 전사된 패턴을 다른 가스 조성을 이용하여 이 하층막에 전사하는 공정을 반복하고, 최종적으로 기판 가공을 행하는 프로세스가 있다. 본 발명의 도포형 하층막 및 그 형성 조성물은 이 프로세스에 유효하고, 본 발명의 도포형 하층막을 이용하여 기판을 가공할 때는, 가공 기판(예를들어, 기판상의 열산화 규소막, 질화규소막, 폴리실리콘막 등)에 대해 충분히 에칭 내성을 갖는 것이다.
한편, 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위해, 도포형 하층막 드라이 에칭 시에 레지스트 패턴과 도포형 하층막을 포토레지스트 현상 시의 패턴 폭 보다 좁게하는 프로세스도 사용되기 시작했다. 본 발명의 도포형 하층막 및 그 형성 조성물은 이 프로세스에 유효하고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택성을 갖는 것이다.
그리고, 본 발명의 도포형 하층막은, 평탄화막, 레지스트 하층막, 포토레지스트층의 오염 방지막, 드라이 에칭 선택성을 갖는 막으로 이용할 수 있다. 이에 의해 반도체 제조의 리소그래피 프로세스에서의 포토레지스트 패턴 형성을 용이하게, 그리고 좋은 정밀도로 행할 수 있게 된다.
본 발명은, 포토레지스트층과의 인터 믹싱이 일어나지 않고, 우수한 포토레지스트 패턴을 얻을 수 있고, 포토레지스트에 가까운 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막, 포토레지스트에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막이나 반도체 기판에 비해 작은 드라이 에칭 속도의 선택비를 갖는 리소그래피용 도포형 하층막을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 도포형 하층막 재료는, 248nm, 193nm, 157nm 등의 파장의 조사광을 미세 가공에 사용할 때에 기판으로부터의 반사광을 효과적으로 흡수하는 효과를 부여할 수 있다.
본 발명의 도포형 하층막 형성 조성물은, 하층막 형성 조성물을 도포 방식, 예를 들어 스피너 등을 이용하여 기판상에 도포하고, 가열함으로써 용이하게 하층막을 형성할 수 있다.
이들 성질을 이용하여 배선 폭이 작은 미세 가공을 필요로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 다층막을 필요로하는 프로세스에 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 일반식 (1):
    [화학식 1]
    Figure 112013072695692-pct00044
    (식 중,
    A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,
    R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고,
    m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고,
    m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고,
    n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)
    로 나타내는 화합물을 포함하는
    리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  2. 하기 일반식 (2):
    [화학식 2]
    Figure 112013072695692-pct00045
    (식 중,
    A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,
    R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고,
    m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고,
    m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고,
    n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타내고,
    Ar1은 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족기이다.)
    로 나타내는 화합물을 포함하는
    리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  3. 하기 일반식 (3):
    [화학식 3]
    Figure 112013072695692-pct00046
    (식 중,
    X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고,
    Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고,
    Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고
    A는 방향족기를 갖는 유기기를 나타내며, 상기 방향족기는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 또는 이들의 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 복소환이고,
    R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고,
    m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고,
    m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고,
    n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)
    로 나타내는 화합물을 포함하는
    리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  4. 하기 일반식 (4):
    [화학식 4]
    Figure 112013072695692-pct00047
    (식 중,
    X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고,
    Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고,
    Ar1은 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기로 치환된 방향족기이고,
    Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고
    R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고,
    m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고,
    m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고,
    n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)
    로 나타내는 화합물을 포함하는
    리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  5. 하기 일반식 (5)
    [화학식 5]
    Figure 112013072695692-pct00048
    (식 중,
    X는 단결합, 메틸렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 에테르 결합을 갖는 2가의 탄화수소기, 또는 카르보닐기를 나타내고,
    Z는 -O-, -OC(=O)-로 나타내는 연결기를 나타내고,
    Ar2는 미치환 또는 카르본산, 카르본산에스테르기, 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 술폰산기, 또는 할로겐기로 치환된 방향족환을 나타내고, 그리고
    R1은 히드록실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기, 티올기, 아미노기, 또는 아미드기를 나타내고,
    m1은 A의 수로 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    m2는 R1의 수로 0 내지 5의 정수이고,
    m1+m2는 1 내지 6의 정수로 6 이외의 경우의 잔부는 수소 원자를 나타내고,
    n은 2 내지 7000의 반복 단위를 나타낸다.)
    로 나타내는 화합물을 포함하는
    리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 가교성 화합물을 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산 발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 도포형 하층막 형성 조성물이, 추가로 산, 산 발생제 또는 양자를 모두 포함하는 것인 리소그래피용 도포형 하층막 형성 조성물.
  9. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성함으로써 얻어지는 리소그래피용 도포형 하층막.
  10. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물을 반도체 기판상에 도포하고 소성하여 도포형 하층막을 형성하는 공정을 포함하는 반도체 제조에 이용되는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  11. 반도체 기판에 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정, 및 패턴화된 도포형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 반도체 기판에 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나에 기재된 도포형 하층막 형성 조성물에 의해 이 도포형 하층막을 형성하는 공정, 그 위에 하드 마스크를 형성하는 공정, 나아가 그 위에 레지스트막을 형성하는 공정, 노광과 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 레지스트 패턴에 의해 하드 마스크를 에칭하는 공정, 패턴화된 하드 마스크에 의해 이 도포형 하층막을 에칭하는 공정 및 패턴화된 도포 형 하층막에 의해 반도체 기판을 가공하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
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WO (1) WO2006132088A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840909B1 (ko) * 2014-06-04 2018-03-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 4급 암모늄염 화합물, 레지스트 하층막 형성용 조성물, 및 패턴 형성 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4575220B2 (ja) * 2005-04-14 2010-11-04 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜材料およびパターン形成方法
US8334338B2 (en) 2007-05-23 2012-12-18 Jsr Corporation Composition for forming resist lower layer film
JP5157560B2 (ja) * 2008-03-21 2013-03-06 Ｊｓｒ株式会社 レジスト下層膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法
WO2009119201A1 (ja) * 2008-03-28 2009-10-01 Jsr株式会社 レジスト下層膜及びレジスト下層膜形成用組成物並びにレジスト下層膜形成方法
JP5040839B2 (ja) * 2008-07-18 2012-10-03 Ｊｓｒ株式会社 レジスト下層膜形成組成物
TWI400575B (zh) * 2008-10-28 2013-07-01 Shinetsu Chemical Co 光阻劑下層膜形成材料及圖案形成方法
KR101766796B1 (ko) * 2008-11-27 2017-08-09 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 아웃가스 발생이 저감된 레지스트 하층막 형성 조성물
EP2469338B1 (en) * 2009-08-19 2014-11-19 Nissan Chemical Industries, Ltd. Resist underlayer film-forming composition for lithography containing resin having aliphatic ring and aromatic ring
JP6004179B2 (ja) * 2010-10-21 2016-10-05 日産化学工業株式会社 Ｅｕｖリソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物
KR102066229B1 (ko) * 2013-03-26 2020-01-15 주식회사 동진쎄미켐 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
JP6269986B2 (ja) * 2013-08-23 2018-01-31 日産化学工業株式会社 レジストパターンに塗布される塗布液及び反転パターンの形成方法
CN104710588B (zh) 2013-12-12 2017-04-12 罗门哈斯电子材料有限公司 用于底层的芳族树脂
JP6583630B2 (ja) 2013-12-26 2019-10-02 日産化学株式会社 第二アミノ基を有するノボラックポリマーを含むレジスト下層膜形成組成物
US9371444B2 (en) * 2014-05-16 2016-06-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Hardmask composition and method of forming patterns using the hardmask composition
KR102316585B1 (ko) 2015-03-10 2021-10-26 삼성전자주식회사 하드마스크용 중합체, 상기 중합체를 포함하는 하드마스크용 조성물, 및 이를 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법
US20180181001A1 (en) * 2015-07-02 2018-06-28 Nissan Chemical Industries, Ltd. Resist underlayer film-forming composition comprising epoxy adduct having long-chain alkyl group
KR20240024284A (ko) * 2015-12-01 2024-02-23 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 인돌로카바졸노볼락 수지를 포함하는 레지스트 하층막 형성 조성물
KR102374269B1 (ko) * 2016-03-09 2022-03-15 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 레지스트 하층막 형성 조성물 및 이것을 이용한 레지스트 패턴의 형성방법
WO2017183612A1 (ja) 2016-04-18 2017-10-26 日産化学工業株式会社 ナフトールアラルキル樹脂を含むレジスト下層膜形成組成物
US11448964B2 (en) * 2016-05-23 2022-09-20 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Coating compositions for use with an overcoated photoresist
WO2018131562A1 (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 日産化学工業株式会社 アミド溶媒を含むレジスト下層膜形成組成物
KR102285025B1 (ko) * 2017-06-27 2021-08-03 동우 화인켐 주식회사 하드마스크용 조성물
JPWO2021070775A1 (ko) * 2019-10-09 2021-04-15

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014474A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Toshiba Corp パターン形成方法
JP2004205685A (ja) 2002-12-24 2004-07-22 Shin Etsu Chem Co Ltd パターン形成方法及び下層膜形成材料

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6225116A (ja) * 1986-07-17 1987-02-03 Agency Of Ind Science & Technol 新規ポリグリシジルエ−テルから得られる樹脂
US5693691A (en) * 1995-08-21 1997-12-02 Brewer Science, Inc. Thermosetting anti-reflective coatings compositions
US5919599A (en) * 1997-09-30 1999-07-06 Brewer Science, Inc. Thermosetting anti-reflective coatings at deep ultraviolet
US6713591B1 (en) * 1999-08-31 2004-03-30 Nippon Steel Chemicals Co., Ltd. Aromatic oligomer and use thereof
JP3773896B2 (ja) * 2002-02-15 2006-05-10 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
DE60330798D1 (de) * 2002-10-09 2010-02-11 Nissan Chemical Ind Ltd Zusammensetzung zur bildung einer antireflexschicht für die lithographie
JP4105036B2 (ja) * 2003-05-28 2008-06-18 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜材料ならびにパターン形成方法
TWI363251B (en) * 2003-07-30 2012-05-01 Nissan Chemical Ind Ltd Sublayer coating-forming composition for lithography containing compound having protected carboxy group

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014474A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Toshiba Corp パターン形成方法
JP2004205685A (ja) 2002-12-24 2004-07-22 Shin Etsu Chem Co Ltd パターン形成方法及び下層膜形成材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840909B1 (ko) * 2014-06-04 2018-03-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 4급 암모늄염 화합물, 레지스트 하층막 형성용 조성물, 및 패턴 형성 방법

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Publication number Publication date
JP4895049B2 (ja) 2012-03-14
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WO2006132088A1 (ja) 2006-12-14

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